四、裂变和聚变优秀教案板书设计

裂变和聚变

★新课标要求

（一）知识与技能

1．掌握铀核裂变的核反应方程，会根据其质量亏损计算释放的核能

2．知道链式反应的基本原理

3．了解聚变的特点及条件

4．了解我国核能事业的发展

（二）过程与方法

通过让学生自己阅读课本，上网查找资料，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力

（三）情感、态度与价值观

1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。

2．了解我国核能事业的发展，激发同学们的爱国热情

3．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。

★教学重点

1．铀核裂变的条件和能量以及链式反应的基本原理。

2．发生聚变的条件及聚变反应的特点。

★教学方法

课件展示、教师启发引导，学生讨论交流

★教学用具：

多媒体课件

★课时安排

1 课时

★教学过程

（一）复习旧知

1.什么是比结合能？比结合能与原子核质量数有怎样关系？

2.什么是爱因斯坦质能方程和质量亏损？

（二）引入新课

中等质量的原子核的比结合能最大,我们想象一下，如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，如果核子发生质量亏损，就能释放结合能，这些能量如果可以供人使用，那该多好

学生阅读课本“重核的裂变”，根据导学案，回答下面两个问题：

（三）新课讲授

一、核裂变

1．定义：重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应．

2．铀核的裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，铀核裂变的产物是多种多样的，其2351141921中一种典型的反应是：

92U0n56Ba36Kr30n

二、链式反应

一个铀核裂变就能放出这么大的能量，如果有很多核裂变就能获得更大的能量，那么怎么才能使更多的核发生裂变呢？

1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，这样不断继续下去，中子会不断增加，裂变反应就会不断加强，形成了裂变的链式反应．

请同学们看一下课本模拟的链式反应过程：

1．

链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程

有的同学会有疑问“怎么能打的那么准啊？”

我们都知道原子是由原子核和核外电子组成的，原子内部空隙很大，原子核的体积很小，如果铀块的体积不够大，中子很有可能撞不到铀核，链式反应就不能继续下去。如果铀块的体积足够大，那么中子撞击铀核的概率就会提高，我们把能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做临界体积，对应的最小质量叫做临界质量。

2．临界体积和临界质量

裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量

3. 发生链式反应的条件

铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。

例1（多选）关于铀核裂变，下列说法正确的是( ) A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核

B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子

C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235 D．铀块的体积对产生链式反应无影响

原子弹就是根据重核裂变的链式反应原理制成的。

第一颗原子弹

美国二战期间在日本广岛、长崎投射两颗原子弹，造成巨大损失

了解完裂变，现在我们来学习一下聚变

是否任意核聚变在一起都释放出能量？为什么？学生讨论回答

不是任意核聚变在一起都能释放能量。由爱因斯坦质能方程可知，只有在反应中出现质量亏损，即生成物的总质量小于反应物的总质量时，才能放出能量。

三、轻核的聚变：阅读教材完成下列问题：

1.什么叫轻核的聚变？

某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做轻核聚变。

2.轻核聚变的产生条件

-15使原子核间的距离达到10m 3.实现的方法

89需要克服库仑斥力，可以把原子核加热到很高的温度 几百万开尔文10～10K 聚变反应又叫热核反应

4.聚变与裂变相比有哪些优点？聚变难点是什么？

轻核聚变产能效率高；地球上聚变燃料的储量丰富，裂变的原料比较稀缺；轻核聚变更为安全清洁

难点：地球上没有任何容器能够经受如此高的温度

例题2：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是1H+1H→2He+0n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质-27-19量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10kg，e = 1.602 2×10C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。

四、中国核能发展：上网查找资料完成下列问题：

1.目前全世界拥有核武器的都有哪些国家？

有核国家为：美国、俄罗斯、英国、法国、中国

2.我国第一颗原子弹爆炸成功

观看视频

3.我国第一颗氢弹爆炸成功

1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了七年。

4.我国核电站的发展

核电站的选址都是有严格要求的，通常有以下几点：

地质要求：核电站地理环境要求抗震的级别很高，因为一旦发生地震势必会造成核泄漏，后果非常严重。

要有冷源：核燃料在裂变时会产生巨大的热量，需要用水作为载体进行散热，以便冷却设备。

位置要求：要远离人群密集的地方，尽量减少对人和生态的伤害。

排水要求：核电站会排放废水，靠近海边利于用海水进行稀释。

（四）课堂小结

本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。

（五）作业：

完成课后练习

★教学体会

本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。”

在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本节课正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造；激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。

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